Lección de la célula: mejor coordinados que aislados

Grupo de investigación en Virología Molecular del DCEXS.

En un nuevo estudio publicado en Nature Communications, investigadores liderados por Juana Díez muestran que las tres etapas principales de la expresión de genes están conectadas gracias a la regulación que lleva a cabo la proteína Xrn1.

 

UPF / Un nuevo estudio liderado por Juana Díez, investigadora principal del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (DCEXS) de la UPF, ha encontrado un nuevo sistema de seguridad en nuestras células que las hace más robustas frente a posibles alteraciones de la expresión de los genes. El trabajo se publicó ayer, 21 de marzo, en Nature Communications.

Los genes contienen la información necesaria para la formación de proteínas, que son los elementos funcionales de la célula

Los genes contienen la información necesaria para la formación de proteínas, que son los elementos funcionales de la célula. Por tanto, la expresión de nuestros genes está regulada con mucha precisión, ya que una subida o bajada no adecuada de los niveles de proteínas puede dar lugar a muerte celular o a diversas patologías. Dicha expresión se realiza en tres etapas principales, la transcripción, en la cual la información génica del DNA se transfiere a otra molécula llamada ARN mensajero (ARNm), la traducción, en la que se decodifica la información del ARNm a proteínas y finalmente la degradación del ARNm una vez cumplida su función.

El nuevo estudio indica que estas tres etapas, clásicamente consideradas aisladas debido a su diferente incidencia espacial y temporal, están interconectadas a través de un regulador común.  “Usando como modelo la levadura Saccharomyces cerevisiae, hemos demostrado que la proteína Xrn1, que tiene un papel clave en la degradación de los ARNms también regula la transcripción y la traducción de los ARNms que codifican proteínas de membrana”, comenta Juana Díez, líder del grupo de Virología Molecular del DCEXS. De este modo, los científicos revelan un papel no conocido hasta ahora de Xrn1, que es una proteína muy conservada en los eucariotas.

El nuevo estudio indica que estas tres etapas están interconectadas a través de un regulador común

Bernat Blasco y Leire de Campos, primeros autores del artículo, detallan “las proteínas de membrana contienen dominios hidrófobos con fuertes tendencias a agregarse. La regulación de la expresión de estas proteínas a través de un coordinador común, Xrn1, evita que por ejemplo se transcriba el RNAm si la maquinaria de traducción o degradación no funcionan. De esta forma se consigue evitar agregaciones que podrían ser tóxicas”.

Además, han participado en el estudio Baldo Oliva, del grupo de investigación en Bioinformática Estructuraldel Programa de Investigación en Informática Biomédica (GRIB), programa conjunto del DCEXS y el Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM), y científicos del Technion-Instituto Tecnológico de Israeldel Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular (Alemania) y de la Universidad de Berna (Suiza) y la Universidad de Valencia.

Referencia bibliográfica: 
Blasco-Moreno B, de Campos-Mata L, Böttcher R, García-Martínez J, Jungfleisch J, Nedialkova D, Chattopadhyay S, Gas M, Oliva B, Pérez-Ortín J, Leidel S, Choder M & Díez J. The exonuclease Xrn1 activates transcription and translation of mRNAs encoding membrane proteins. Nature Communications, March, 2019. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09199-6.

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